Расчет гидравличесой системы трубопровода
Государственное
образовательное учреждение
«Кубанский
государственный
(КубГТУ)
Кафедра Промышленной Теплоэнергетики и ТЭС
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
к курсовой работе
на тему: Расчет гидравличесой системы трубопровода
0842.140104.080.ПЗ
Разработчик
___________И.Ю.Рыбоваленко____
Руководитель
____________Р.А.Пахомов_______
Нормоконтролёр________________
(подпись, дата, расшифровка подписи)
Курсовая
работа допущена к защите______________________
Зав. кафедрой
______________________________
(подпись,
дата, расшифровка подписи )
Краснодар
2009
Государственное
образовательное учреждение
«Кубанский
государственный
(КубГТУ)
Кафедра Промышленной
Теплоэнергетики и ТЭС
УТВЕРЖДАЮ Заведующий кафедрой ПТ и ТЭС, профессор, Гапоненко А.М. __________________ (дата)
ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ
по специальности
140104 - «Промышленная
теплоэнергетика»
студентке
Рыбоваленко
Ирине Юрьевне
Тема курсового
проекта : Расчет
гидравличесой системы
трубопровода
Руководитель проектирования кандидат техн. наук, доцент Р.А. Пахомов
Срок сдачи законченного проекта (работы) на кафедру 28.05.2009 г.
Исходные
данные курсовой работы:
Рисунок 1 - Расчетная
схема.
Расход: QI=Q IV =0 л/с
QII=35 л/с
QIII=45 л/с
Абсолютное давление потребления: РI =PIV =3 бар
PIII =3 бар
Геометрические высоты
ZВ=5,5 м
Zн=5,5 м
Zа=5,5 м
Геометрические длины участков:
L1=17 м L4=10 м L7=400 м
L2=250 м L5=10 м
L3=50 м
L6=200 м
Потери напора
на теплообменнике: hтеплооб.
= 4 м. вод. столба.
Реферат
Пояснительная записка курсового проекта 27 с., 4 рис., 2 табл., 3 источника.
Иллюстративная
часть курсового проекта 1 лист формата
А1.
НАСОСНЫЕ
УСТАНОВКИ, ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ, ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ
РЕЖИМ, ВЫБОР НАСОСА,СИСТЕМА ВОДОСНАБЖЕНИЯ.
Объектом
исследования является гидравлическая
система трубопроводов.
Цель
работы – расчет гидравлической системы
трубопроводов и выбор насоса.
В работе определены потери давления на трение, местные сопротивления, давления во всех узловых точках системы. Определены диаметры отдельных участков, скорости и расходы. Выбрана главная магистраль. Определён напор насоса и выбран насос. Найдена допустимая высота всасывания. Построена гидравлическая характеристика системы, пьезометрический график и определена рабочая точка.
Основные конструктивные
и технико-эксплуатационные показатели:
расход
напор
Содержание
Нормативные ссылки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5
Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
1. Гидравлический расчет главной магистрали . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
2. Гидравлический расчет ответвлений . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
3. Определение напора насоса . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
4. Построение гидравлических характеристик работы системы . . . . . . . . . . . . 23
5. Выбор насоса . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ……….24
6. Заключение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
7. Список
используемых источников . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
Нормативные
ссылки
В курсовой работе использованы ссылки на следующие нормативные документы:
ГОСТ 10704-91 Трубы стальные электросварные прямошовные. Сортамент
ГОСТ Р 1.5-2002 ГСС РФ. Стандарты. Общие требования к построению, изложению, оформлению, содержанию и обозначению
ГОСТ Р 1.12-99 ГСС РФ. Стандартизация и смежные виды деятельности. Термины и определения
ГОСТ Р 8.000-2000 Государственная система обеспечения единства измерений. Основные положения
ГОСТ Р 8.563-96 ГСИ. Методики выполнения измерений
ГОСТ Р 15.011-96 СРПП, Патентные исследования. Содержание и порядок проведения
ГОСТ Р 21.1207-97 СПДС. Условные графические изображения на чертежах автомобильных дорог
ГОСТ Р 21.1701-97 СПДС. Правила выполнения рабочей документации автомобильных дорог
ГОСТ Р ИСО 9000-2001 Системы менеджмента качества. Основные положения и словарь
ГОСТ Р ИСО 9001-2001 Системы менеджмента качества. Требования
ГОСТ Р ИСО 14001-98 Системы управления окружающей средой. Требования и руководство по применению
ГОСТ Р ИСО 14004-98 Системы управления окружающей средой. Общие руководящие указания по принципам системам и средствам обеспечения функционирования
ГОСТ Р 51672-2000 Метрологическое
обеспечение испытаний
ГОСТ Р 51740-2001 Технические условия на пищевые продукты. Общие требования к разработке и оформлению
ГОСТ 2.004-88 ЕСКД. Общие требования к выполнению конструкторских и технологических документов на печатающих и графических устройствах вывода ЭВМ
ГОСТ 2.102-68 ЕСКД. Виды
и комплектность
ГОСТ 2.103-68 ЕСКД. Стадии разработки
ГОСТ 2.104-68 ЕСКД. Основные надписи
ГОСТ 2.106-96 ЕСКД. Текстовые документы
ГОСТ 2.109-73 ЕСКД. Основные требования к чертежам
ГОСТ 2.113-75 ЕСКД. Групповые
и базовые конструкторские
ГОСТ 2.114-95 ЕСКД. Технические условия
ГОСТ 2.119- 73 ЕСКД. Эскизный проект
ГОСТ 2.120-73 ЕСКД. Технический проект
ГОСТ 2.201-80 ЕСКД. Обозначение
изделий и конструкторских
ГОСТ 2.301-68 ЕСКД. Форматы
ГОСТ 2.302-68 ЕСКД. Масштабы
ГОСТ 2.501-88 ЕСКД. Правила учета и хранения
ГОСТ 2.316-68 ЕСКД. Правила нанесения на чертежах надписей, технических требований и таблиц
ГОСТ 2.601-95 ЕСКД. Эксплуатационные документы
ГОСТ 2.602-95 ЕСКД. Ремонтные документы
ГОСТ 2.604-2000 ЕСКД. Чертежи ремонтные. Общие требования
ГОСТ 2.605-68 ЕСКД. Плакаты учебно-технические. Общие технические требования
ГОСТ 2.701-84 ЕСКД. Схемы. Виды и типы. Общие требования к выполнению
ГОСТ 3.1102-81 ЕСТД. Стадии разработки и виды документов
ГОСТ 3.1103-82 ЕСТД. Основные надписи
ГОСТ 3.1105-84 ЕСТД. Формы и правила оформления документов общего назначения
ГОСТ 3.1127-93 ЕСТД. Общие
правила выполнения текстовых технологических
документов
Введение
Использование воды и гидравлической энергии, не смотря на длительное использование, имеет ряд существенных нерешенных проблем. В частности гидравлическая энергия рек на территории СНГ используется не более чем на 5%. Кроме того, огромное количество промышленных предприятий, приступая к водопользованию, не адекватно используют энергетические ресурсы. Причем не только гидроэнергию рек на этапе оборотного водопользования и водоснабжения, но и не верно организовывают гидравлические режимы действующих энергетических установок.
Система водоснабжения – это комплекс инженерных сооружений и оборудования, предназначенных для забора воды из источника водоснабжения, её очистки, хранения и подачи к потребителям. Магистрали водопроводных сетей включают в себя участки с трубопроводной арматурой, предназначенной для различных целей.
Трубопроводная арматура – устройство, устанавливаемое на трубопроводах, агрегатах и предназначенное для управления (отключения, распределения, регулирования, сброса, смешивания, фазоразделения) потоками рабочих сред (жидкой, газообразной, газожидкостной, порошкообразной, суспензии и т. п.) путем изменения площади проходного сечения. Трубопроводная арматура характеризуется двумя главными параметрами: условный проход (номинальный размер) и условным (номинальным) давлением. Такие трубопроводные системы создают сопротивление пропуску воды, которое должно преодолеваться напором, создаваемым гидромашинами.
Многообразие гидромашин обслуживается широким спектром различных систем водоснабжения, зависящих от нужд потребителя. На данный момент наибольше распространение из гидромашин получили гидравлические насосы, так как без них не может обойтись практически ни одна система водоснабжения.
По
способу подачи воды различают самотечные
(гравитационные) и водопроводы с
механической подачей воды (с помощью
насосов). В данной работе рассматривается
система водоснабжения с
- Гидравлический расчёт главной магистрали. Рассчитаем давления в характерных точках и на каждом участке, предварительно рассчитав и подобрав диаметры трубопроводов , (принимая скорости движения воды на главной магистрали , на ответвлениях ).
1.1. Используя данные из задания, выбираем в качестве главной магистрали 3- ий абонент.
1.1.1.
Используя уравнение Бернулли, запишем
формулу для определения
| , | ((1) |
где - давление в третьем абоненте, ;
-потери давления на трение
и местные сопротивления
- разность геометрических высот на 2ом участке и в точке , ;
- плотность перемещаемой
- потери на теплообмен, ;
- ускорение свободного падения, .
1.1.2.
Определяем диаметр
| , | ((2) |
где - расход воды, , здесь и в дальнейшем подставляем в расчетные формулы в , т.е. ;
- скорость движения воды, , принимаем ;
- площадь живого сечения потока, ;
- диаметр трубы, ;
По ГОСТу принимаем диаметр
Уточняем скорость:
1.1.3. Определяем потери давления на трение , , по формуле:
| , | (3) |
где - коэффициент гидравлического трения (Шифренсона), определяем по формуле Альдшуля.
Для ламинарного движения:
| ((4) |
Для турбулентного движения:
| , | ((5) |
где - относительная шероховатость труб, , ( );
- диаметр трубы, ;
- число Рейнольдса, определяем по формуле:
| , | ((6) |
где - скорость движения воды, ;
- диаметр трубы, ;
- кинематическая вязкость, , ( );
- турбулентное движение;
Тогда по формуле (5), имеем:
Определяем потери давления на трение , , по формуле (3):
1.1.4. Определяем потери давления на местные сопротивления , , по формуле:
| , | ((7) |
где - скорость движения воды, ;
- плотность перемещаемой
- сумма коэффициентов местных
сопротивлений, определяемых
Тогда по формуле (7), имеем:
Итак, по формуле (1) находим:
1.1.5. Рассчитаем напор в точке по формуле:
| , | ((8) |
где - плотность перемещаемой жидкости, ;
- ускорение свободного падения, ;
Тогда:
1.2. Рассчитаем участок 4-5.
1.2.1.
Запишем формулу для
| , | ((9) |
где -потери давления на 4-5-ом участках, ;
- разность геометрических высот в точке и в точке , ;
- плотность перемещаемой
- ускорение свободного падения, ;
-давление в точке
б ,м ;
1.2.2.
Определяем диаметр
На 4-5ом участке:
По ГОСТу принимаем диаметр
Уточняем скорость:
1.2.3. Определяем потери давления на трение , , по формуле:
| , | ((10) |
где - коэффициент гидравлического трения (Шифренсона), определяем по формуле Альдшуля (4 или 5).
Число Рейнольдса, определяем по формуле (6):
- турбулентное движение;
Тогда по формуле (5), имеем:
Определяем потери давления на трение , , по формуле (10):
1.2.4. Определяем потери давления на местные сопротивления , по формуле (7):
На 4-5 участке:
| , | ((11) |
где - скорость движения воды, ;
- плотность перемещаемой
Итак, по формуле (9) находим:
1.3.2. Определяем диаметр трубопровода , из уравнения неразрывности (формула 2).
На 2ом участке:
По ГОСТу принимаем диаметр
Уточняем скорость:
1.3.3. Определяем потери давления на трение , , по формуле:
| , | ((13) |
где - коэффициент гидравлического трения (Шифренсона), определяем по формуле Альдшуля (4 или 5).
Число Рейнольдса, определяем по формуле (6):
- турбулентное движение;
Тогда по формуле (5), имеем:
Определяем потери давления на трение , , по формуле (13):
1.3.4. Определяем потери давления на местные сопротивления , , по формуле:
| , | ((14) |
где - скорость движения воды, ;
- плотность перемещаемой
- сумма коэффициентов местных
сопротивлений, определяемых
Тогда по формуле (14), имеем:
Итак, по формуле (12) находим:
1.4. Рассчитаем давление перед насосом.
1.4.1.
Запишем формулу для
| , | ((15) |
где - атмосферное давление, ( );
-потери давления на трение и местные сопротивления на 1ом участке, ;
- геометрическая высота в точке , ;
- плотность перемещаемой
- ускорение свободного падения, .
1.4.2.
Определяем диаметр
